等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)作為一種核酸分子診斷技術(shù),從誕生之日起就不斷受到研究者的青睞,但也少不了質(zhì)疑,甚至摒棄。引起這種截然相反的態(tài)度的原因在于等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)自身所存在的缺陷。而最為突出的一點(diǎn)是,在建立方法或者實(shí)際樣本檢測(cè)的過(guò)程中,等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)引起假陽(yáng)性結(jié)果的概率相對(duì)較高,使得其實(shí)際應(yīng)用范圍變窄,未能真正顯示出其檢測(cè)優(yōu)勢(shì)。因此,推出這經(jīng)驗(yàn)篇來(lái)回答“當(dāng)?shù)葴財(cái)U(kuò)增出現(xiàn)假陽(yáng)性時(shí)應(yīng)該如何應(yīng)對(duì)?”。
01假陽(yáng)性現(xiàn)象
假陽(yáng)性是指檢測(cè)陰性材料得到陽(yáng)性結(jié)果。如果一次實(shí)驗(yàn)中的幾個(gè)陰性對(duì)照中出現(xiàn)一個(gè)或幾個(gè)陽(yáng)性結(jié)果,提示本次實(shí)驗(yàn)中其它標(biāo)本的檢測(cè)結(jié)果可能有假陽(yáng)性。實(shí)驗(yàn)中設(shè)立的陰性對(duì)照可提示有無(wú)假陽(yáng)性結(jié)果出現(xiàn)。
02 造成假陽(yáng)性的原因
1. 樣品間交叉污染:樣本污染主要有收集樣本的容器被污染,或樣本放置時(shí),由于密封不嚴(yán)溢于容器外,或容器外粘有樣本而造成相互間交叉污染;樣本核酸模板在提取過(guò)程中,由于吸樣*污染導(dǎo)致標(biāo)本間污染;
2. 擴(kuò)增產(chǎn)物污染:這是反應(yīng)中最主要最常見(jiàn)的污染問(wèn)題。因?yàn)閿U(kuò)增產(chǎn)物拷貝量大,所以極微量的產(chǎn)物污染,就可形成假陽(yáng)性。
3. 氣溶膠污染:在空氣與液體面摩 擦?xí)r就可形成氣溶膠,在操作時(shí)比較劇烈地?fù)u動(dòng)反應(yīng)管,開(kāi)蓋時(shí)、吸樣時(shí)及污染進(jìn)樣*的反復(fù)吸樣都可形成氣溶膠而污染。據(jù)計(jì)算一個(gè)氣溶膠顆?珊48000拷貝,因而由其造成的污染是一個(gè)值得特別重視的問(wèn)題。
4. 實(shí)驗(yàn)室中克隆質(zhì)粒的污染:由于克隆質(zhì)粒在單位容積內(nèi)含量相當(dāng)高,另外在純化過(guò)程中需用較多的用具及試劑,而且在活細(xì)胞內(nèi)的質(zhì)粒,由于活細(xì)胞的生長(zhǎng)繁殖的簡(jiǎn)便性及具有很強(qiáng)的生命力,其污染可能性也很大。在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室及某些用克隆質(zhì)粒做陽(yáng)性對(duì)照的檢驗(yàn)室,這個(gè)問(wèn)題比較常見(jiàn)。
03 假陽(yáng)性問(wèn)題的試驗(yàn)控制
在擴(kuò)增檢測(cè)時(shí),可設(shè)立陰性對(duì)照樣品和陽(yáng)性對(duì)照樣品。陰性對(duì)照樣品檢測(cè)為陰性時(shí),表明試驗(yàn)全部過(guò)程的試劑沒(méi)有受到污染;陽(yáng)性對(duì)照樣品檢測(cè)為陽(yáng)性時(shí),表明DNA提。≧NA提取、RNA反轉(zhuǎn)錄)、DNA擴(kuò)增和電泳鑒定工作體系正常。在陰性對(duì)照樣品和陽(yáng)性對(duì)照樣品檢測(cè)結(jié)果成立的前提下,才能對(duì)檢測(cè)樣品進(jìn)行判定。只有設(shè)立試驗(yàn)全程的對(duì)照,才能證明試驗(yàn)結(jié)果成立。
造成假陰性的原因可以通過(guò)設(shè)置試驗(yàn)對(duì)照來(lái)查找。
試驗(yàn)對(duì)照包括:
1、DNA陽(yáng)性對(duì)照:以含有目的片段的DNA(或質(zhì)粒)作為模板進(jìn)行擴(kuò)增,證明試劑是否有效、擴(kuò)增過(guò)程是否正確及待測(cè)樣品中是否含有目的片段。(注意:陽(yáng)性樣品擴(kuò)增效率高,應(yīng)嚴(yán)格控制,避免其成為潛在的污染源)。
2、DNA陰性對(duì)照:以不含有目的片段的陰性樣品作為模板進(jìn)行擴(kuò)增,用于證明擴(kuò)增過(guò)程中無(wú)假陽(yáng)性現(xiàn)象。
3、空白對(duì)照:以純水作為模板進(jìn)行擴(kuò)增,用于證明擴(kuò)增過(guò)程中無(wú)假陽(yáng)性現(xiàn)象。
4、等溫?cái)U(kuò)增抑制物對(duì)照:在與陽(yáng)性對(duì)照相同的反應(yīng)體系中,加入相同數(shù)量的待測(cè)樣品DNA,如果未擴(kuò)增出目的片段,證明此待測(cè)樣品DNA中存在擴(kuò)增抑制物。
5、空白提取對(duì)照:空白提取對(duì)照擴(kuò)增結(jié)果為陽(yáng)性,說(shuō)明DNA提取試劑可能受到污染。
6、陽(yáng)性提取對(duì)照:陽(yáng)性提取對(duì)照擴(kuò)增結(jié)果為陰性,說(shuō)明提取過(guò)程可能有誤。 如果DNA陽(yáng)性對(duì)照擴(kuò)增結(jié)果為陰性,或者DNA陰性對(duì)照和空白對(duì)照擴(kuò)增結(jié)果為陽(yáng)性,則說(shuō)明PCR試劑或擴(kuò)增過(guò)程存在問(wèn)題。
04 假陽(yáng)性解決途徑
由于擴(kuò)增的敏感性和效率特別高,所以少量的擴(kuò)增產(chǎn)物污染標(biāo)本或反應(yīng)管即可出現(xiàn)假陽(yáng)性。尤其是擴(kuò)增產(chǎn)物和質(zhì)粒分子很容易造成實(shí)驗(yàn)室的污染,導(dǎo)致假陽(yáng)性現(xiàn)象發(fā)生。
1、規(guī)范實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)室設(shè)置上分配液區(qū)、DNA提取區(qū)、擴(kuò)增區(qū)、電泳區(qū)。物流應(yīng)按分配液區(qū)、模板提取區(qū)、擴(kuò)增區(qū)、電泳區(qū)順序,嚴(yán)禁倒流。在連續(xù)而獨(dú)立的空間中完成不同實(shí)驗(yàn)步驟。不同工作區(qū)域相互隔離,通過(guò)傳遞倉(cāng)傳遞。
2、規(guī)范試劑耗材管理
1)驗(yàn)證:新買的試劑需進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前驗(yàn)證;
2)分裝:雙蒸水、引物和dNTP均應(yīng)分裝儲(chǔ)存,并標(biāo)明日期,以防污染;試劑的分裝應(yīng)在裝有紫外燈的超凈工作臺(tái)上進(jìn)行;試劑分裝成小份一次使用后棄去。
3)消毒:除酶及不能耐高溫的物質(zhì)外,所有試劑或器材均應(yīng)高壓消毒。必要時(shí),在加樣本前,反應(yīng)管和試劑用紫外線照射,以破壞存在的核酸。
3、規(guī)范實(shí)驗(yàn)室操作
1)控制污染源:擴(kuò)增產(chǎn)物和質(zhì)粒操作空間是最大的污染源,應(yīng)嚴(yán)格防止將這個(gè)空間的物品帶出;
2)一次性用具:使用實(shí)驗(yàn)服和一次性手套,使用帶有濾膜的移液器*頭,一次性反應(yīng)管和離心管;
3)定期消毒:定期對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行紫外照射,用10%漂白劑、3%雙氧水或?qū)S蒙虡I(yè)產(chǎn)品清理實(shí)驗(yàn)室臺(tái)面及死角。
4)定期通風(fēng):對(duì)實(shí)驗(yàn)室定期進(jìn)行正壓、負(fù)壓通風(fēng)處理;
5)小心操作:操作時(shí)應(yīng)小心輕柔,防止將靶序列吸入加樣*內(nèi)或?yàn)R出離心管外;加樣時(shí),最后加陽(yáng)性對(duì)照。
05 面對(duì)實(shí)驗(yàn)的假陽(yáng)性個(gè)人建議
1、端正心態(tài),堅(jiān)持不懈地探索。
2、引物設(shè)計(jì)要過(guò)關(guān)。
3、關(guān)注Bst DNA聚合酶的選擇和質(zhì)量。
4、關(guān)注dNTPs的質(zhì)量。dNTPs建議分裝保存在-20℃。低質(zhì)量的dNTPs不僅導(dǎo)致陽(yáng)性擴(kuò)增效率下降,還能引起非特異性擴(kuò)增,即假陽(yáng)性結(jié)果。
5、關(guān)注引物的質(zhì)量。如果是引物質(zhì)量引起的假陽(yáng)性。
解決的對(duì)策有:
(1)提高純化級(jí)別至HPLC,以排除引物干粉摻雜物對(duì)體系的影響;
(2)選擇質(zhì)量過(guò)硬的合成機(jī)構(gòu);
(3)嚴(yán)格遵循引物保存的條件:干粉和高濃度引物液-20℃可保存數(shù)月;非干粉和工作濃度引物液4℃保存不超過(guò)一周。
6、優(yōu)化反應(yīng)體系。對(duì)于等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)而言,優(yōu)化反應(yīng)體系是解決假陽(yáng)性擴(kuò)增最為直接、有效的方法。當(dāng)然,在進(jìn)行體系優(yōu)化前,要保證所有體系成分都不會(huì)引起假陽(yáng)性。換言之,要確認(rèn)好是反應(yīng)體系配方引起的假陽(yáng)性。
7、樣本成分耐受性影響。在建立等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)時(shí)我們往往會(huì)忽略實(shí)際樣本成分給擴(kuò)增帶來(lái)的影響。由于實(shí)際樣本絕非是純的核酸樣本,縱使用最好的純化試劑盒,部分樣本成分仍然會(huì)出現(xiàn)在最終提取液中。這些樣本成分包括尿素、尿酸、血清、血清、膽汁酸等,在等溫?cái)U(kuò)增時(shí)會(huì)使陽(yáng)性反應(yīng)速率變慢,誘發(fā)假陽(yáng)性擴(kuò)增或假陰性結(jié)果。因此,一個(gè)好的檢測(cè)試劑盒,必須對(duì)一定量的樣本成分有很好的耐受性。建議在方法構(gòu)建好之后,進(jìn)行實(shí)際樣本檢測(cè)或者模擬實(shí)際樣本檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)。
04 總結(jié)
上述建議并非是解決假陽(yáng)性問(wèn)題的黃金鑰匙,可做大家參考。相信其他從事等溫?cái)U(kuò)增研究的人也都有其解決假陽(yáng)性問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)與方法。彼此經(jīng)驗(yàn)共享對(duì)于等溫?cái)U(kuò)增研究領(lǐng)域的健康發(fā)展是至關(guān)重要的。如果你恰巧有這方面的經(jīng)驗(yàn)或者問(wèn)題,不妨關(guān)注我們公眾號(hào)告知我們,我們會(huì)將經(jīng)驗(yàn)共享于大家,將問(wèn)題與大家一起探討,讓彼此也少走些彎路。